Izraz “cianobakterije” se nanaša na veliko skupino enoceličnih organizmov, ki imajo predzgodovinske korenine, vendar jih je v sodobnem času še vedno zelo veliko, običajno v vodi ali drugače vlažnem okolju. Včasih jih imenujejo “modrozelene alge”, ker so velike kolonije teh v vodi pogosto videti kot alge, ki so vodne rastline. Vendar pa ni biološke povezave med bakterijami in algami. Bakterije ustvarjajo energijo s fotosintezo in obstajajo blizu površine večine vode. Oceani, reke, potoki in luže jih hranijo; celo v nekaterih ledenikih in blatu je bilo ugotovljeno, da vsebujejo majhne kolonije. Mnogi znanstveniki verjamejo, da so te vrste bakterij igrale ključno vlogo pri evoluciji celičnega življenja na Zemlji.
Osnovne značilnosti
Posamezne cianobakterije so mikroskopske, kar pomeni, da jih ni mogoče videti brez mikroskopa ali drugega orodja za povečavo. Kljub temu so široko prisotni v večini vodnih virov na planetu in pogosto tvorijo kolonije, ki jih je mogoče videti. Te kolonije, ki so običajno sestavljene iz milijonov celic, povezanih med seboj, včasih spominjajo na alge. Bakterije se bodo povezale zaradi nekaj različnih razlogov, ko pa se to zgodi, je običajno najbolj vidna blizu površine vode in je ponavadi svetlo modre barve. Celice so te barve tudi posamezno, vendar je najbolj očitno, če jih vidimo v množični skupini.
Posamezne celice se lahko razlikujejo po obliki; večina je vitkih in cevastih, nekateri pa imajo bolj sploščeno ovalno obliko. Imajo povprečno dolžino približno 2 milimetra in so z znanstvenega stališča na splošno zelo preprosti.
Različni tipi
Glede na njihovo obliko, ki je bolj formalno znana kot njihova “morfologija”, so bile cianobakterije razvrščene v pet skupin: chroococcales, pleurocapsales, oscillatoriales, nostocales in stigonematales. Vendar je bila vzpostavljena skupna linija le zadnjih dveh skupin. Samo zato, ker imata dva organizma podobno obliko, nista nujno filogenetsko povezana, kar pomeni, da morda nista člana iste klasifikacijske skupine, znane kot tip.
Proizvodnja energije
Ta vrsta bakterij ustvarja lastno energijo in hrano s fotosintezo, enako kot večina rastlin. To pomeni, da so celice sposobne pretvoriti sončno svetlobo v energijo, ki se lahko shrani kot ogljikovi hidrati, kot je sladkor. Posledično so celice skoraj popolnoma samozadostne: sposobne so ustvariti in shraniti vso energijo, ki jo potrebujejo za uspevanje in razmnoževanje.
Fotosinteza v cianobakterijah uporablja vodo kot dajalca elektronov in proizvaja kisik kot stranski produkt. Fotosinteza poteka v membranah, imenovanih tilkoidi, pri čemer se klorofil uporablja za absorpcijo sončnih žarkov. Za razliko od večine drugih organizmov, ki izvajajo fotosintezo v specializiranih organelah, te bakterije opravijo pretvorbo neposredno v citoplazmi svojih celic.
Evolucijska zgodovina
Mnogi evolucijski biologi pravijo, da kloroplasti, ki jih najdemo v večini živih rastlin, verjetno izvirajo iz cianobakterij ali so jih nekoč ustvarile. Glede na to, da imajo lastno DNK, strokovnjaki pravijo, da je možno, da so bolj sofisticirane rastlinske celice te bakterije vnesle v njihovo strukturo že zdavnaj kot nekakšen obojestransko koristen »simbiotični« odnos.
Ti organizmi so zelo stari, nekateri fosili pa segajo skoraj 4 milijarde let nazaj v predkambrijsko dobo. To jih uvršča med najstarejše stvari v fosilnih zapisih. Biologi na splošno verjamejo, da so ti organizmi igrali ključno vlogo pri povečanju količine kisika v zemeljski atmosferi. Raziskave so pokazale, da so bile te bakterije in drugi prokarionti skoraj 2 milijardi let edini organizmi na Zemlji, saj se evkarionti še niso razvili. Verjetno je življenje na drugih rastlinah, če obstaja, lahko sestavljeno iz prokariotov, kot so cianobakterije, in ne iz evkariontov. Prokariontske celice so zaradi svoje preprostosti približno 1,000-krat manjše od evkariontskih celic.
Zdravstveni vidiki
Občasno bodo bakterije v vodi tvorile velike verige in nato začele razpadati ali odmirati. To povzroči, da se celice razcepijo, rezultat pa se zaradi svoje barve in videza včasih imenuje “cvet” modrih alg. Cvetovi so lahko strupeni za ljudi in živali, ljudje pa se običajno odsvetujejo od plavanja v jezerih in bazenih, kjer so bakterije opazili v visokih koncentracijah, kot je ta. Posamezne celice običajno niso škodljive in jih pogosto zaužijemo ali pogoltnemo brez slabih posledic, tudi če so šibke, umirajoče ali mrtve. Veliki sevi pa pogosto vsebujejo dovolj visoke koncentracije dušika in drugih kemikalij, da lahko poškodujejo pljuča in dihala ljudi, ki jih uživajo. Bakterije, specializirane za fiksacijo dušika, se imenujejo heterociste in te so ponavadi najbolj nevarne.